游戏开发编程技术
综合
project.godot配置项：config_version=4则识别为Godot 3.x；config_version=5则识别为Godot 4.x 分辨率使用IDE默认的1152×648 见源码 Godot .NET导出apk大小为22MiB起,仅通过apksigner压缩签名(Android SDK Build-Tools 位于/build-tools/)，并不执行Android SDK编译; 可使用 com.example.$genname 变量符来命名唯一名字，$genname取值项目名并自动转为小写。 勾选Gradle构建后*.aab则44MiB+，*.apk则92MB+，且必须进行完整的Android SDK编译。 清理Godot IDE的数据目录：rm -r ~/AppData/Local/Godot/,~/AppData/Roaming/Godot/ 已知 - Godot 4.2不支持Web导出；Godot 4.x起控件文本直接支持中文显示。 Android设备已有8成支持Vulkan 1.1了，故首选Forward Mobile；如果用来做桌面软件，应启用application/run/low_processor_mode。 游戏制作 游戏动画&骨骼蒙皮 游戏引擎IDE 手机游戏开发
核心概念
基础：
C#脚本无GDS的全局函数，故将其分散到了Godot.Mathf等类中。
Godot 3D的1个单位等于1米(m); 红色X指两边,绿色Y指上/下,蓝色Z指前/后。
归一化的向量表示向量的方向，不归一则表示位置。
3D节点首选Transform控制平移、旋转、缩放等，尽量少用2D属性Rotation。
Node只描述树形层次，不考虑视觉呈现，Node2D和Node3D则增加了位置(中心点为准)和缩放比(整体缩放/尽量少用)，但宽高大小均交由其子类处理，比如sprite2D.get_rect()。
资源模型采用开放标准的glTF(.glb、.gltf/字母为L)格式，次选Blender(.blend)格式。
获取程序名 - ProjectSettings.GetSetting("application/config/name").ToString();
手机：
获取挖孔屏去除孔洞区域的矩形范围 - DisplayServer.GetDisplaySafeArea();
引擎：
物理模拟关键点是时间恒定，故此类操作应在_PhysicsProcess中处理，而_Process则处理时间不敏感的行为。
物理帧率 - Physics -> Common -> Physics Ticks per Second（物理 -> 通用 -> 每秒物理周期数）: 60
物理处理（Physics processing）函数 - _PhysicsProcess(double delta)
固定帧率：只有固定帧率才能正确且平滑的模拟移动和撞击等物理行为，不至于时快时慢的鬼畜。
_PhysicsProcess函数执行时delta值(帧间时间增量)通常为0.016666666666666666 = 1秒 ÷ 60FPS，大于该值就相当于上一帧执行超时了，故与delta相乘(比如位移)是用来弥补其上一帧超时的亏欠。
空闲处理（Idle processing）函数(尽速帧率/默认30FPS?) - _Process(double delta)
尽速帧率：由于_PhysicsProcess维持了定速的物理行为，故其他快慢无所谓的行为可以放入该函数。
节点分类：
单独使用 - Button、MeshInstance3D等
组合使用 - CharacterBody3D需要子节点CollisionShape3D来提供碰撞，需要MeshInstance3D等提供可见性，后两者为同级；
因MeshInstance3D无IsOnFloor()碰撞判断，且只提供可见性，故无法单独与CollisionShape3D搭配使用，可换用RigidBody3D。
内存释放:
首选node.QueueFree(); 次选立即释放的node.Free(); C#则可以补一个node.Dispose(); 只UI移除用remove_child();
注意 - node.Dispose()不会释放非托管资源，可能会导致内存泄露，且会处于释放后状态，若再调用Free()则报ObjectDisposedException；
故应先调用node.Free()释放底层资源，然后再调node.Dispose()释放C#托管资源。
节点Free()后再访问就要判定下：GodotObject.IsInstanceValid(obj) 或 IsInstanceIdValid(若持有id)
两种核心基类 -
Node(手动Free()释放) - Node3D、Control等
Resource(单例/引用计数自动GC) - PackedScene(即tscn场景类型),Texture,GDScript,CSharpScript等
弱引用解决内存泄露 - var wr=GodotObject.WeakRef(obj); Variant obj=wr.GetRef();
树形场景：
场景树：GetTree(); 或 静态获取(SceneTree)Engine.GetMainLoop();
节点可以直接new出来并add；或通过持有id来获取 GodotObject.InstanceFromId(id)
但场景则只能通过序列化方式(PackedScene)存在，故需要显式的实例化：GD.Load("res://scene.tscn").Instantiate();
首选GD.Load方法；次选比GD.Load多一个CacheMode.Reuse参数的ResourceLoader.Load;
异步载入用ResourceLoader.LoadThreadedRequest("res://s.tscn");
轮询后取用 if (ResourceLoader.LoadThreadedGetStatus("res://s.tscn") == ThreadLoadStatus.Loaded){ ResourceLoader.LoadThreadedGet("res://s.tscn"); }
调用Load返回预载入(首次缓存)PackedScene，ps.Dispose()或ps.Free()释放缓存；执行ps.Instantiate()后则返回可使用的node了。
序列化时除rootNode之外的节点必须设置node.Owner = rootNode; 否则不予储存:var s = new PackedScene(); s.Pack(node); ResourceSaver.Save(s, "user://path/s.tscn");
节点关系：
物质实体(MeshInstance3D)的Position移动会过于平稳机械，应让玩家角色体(CharacterBody3D)包裹一下，通过其MoveAndSlide()来模拟真实世界的惯性或滑动。
玩家角色体(CharacterBody3D/Sprite2D)类似可穿透实物的鬼魂，有中心点但无大小，搭配了子节点碰撞体(CollisionShape3D)就穿不透了，有中心点但无大小，设置了Shape才会有碰撞体积；
或给玩家角色体节点内添加了物质实体(MeshInstance3D)等可见体才能被看到。
玩家角色体或StaticBody2D默认无重力下坠，但RigidBody3D则默认会重力下坠。
CollisionShape3D适合规则型形状物体；CollisionPolygon3D适合多边形精细物体
不设置 物质实体(MeshInstance3D) 的Texture材质属性则啥都看不到，IDE中直接拖入图片即可，或：sprite2D.Texture = ImageTexture.CreateFromImage(Image.LoadFromFile(@"D:\x\x.jpg"));
节点控制：
按Name路径定位 - GetNode("Area2D/CollisionShape2D"); 返回null并忽略路径不存在 - GetNodeOrNull("Area2D/CollisionShape2D");
按Name路径和属性名(仅取路径末端)定位属性 - GetNodeAndResource("Area2D/CollisionShape2D:shape:extents");
看不到但节点还在 - node.Hide();
节点不存在于节点树中但内存未释放 - node.GetParent().CallDeferred(Node.MethodName.RemoveChild, node);
彻底不存在 - node.QueueFree();
清空子节点 - var p = GetNode("Game"); foreach (var n in p.GetChildren()) { p.RemoveChild(n); }
Button节点无法与其他节点同时点按，故应换为支持多点触控的TouchScreenButton(设置texture_normal后方可见);
判断鼠标位置是否在节点范围 - GetRect().HasPoint(ToLocal(inputEventMouseButton.Position))
选择框取值 - GetNode("CheckBox").ButtonPressed; // 或不触发信号的 set_pressed_no_signal(1)
遍历所有子节点：
void childrenNodes(Node node)
{
foreach (var n in node.GetChildren())
{
if (n is MeshInstance3D) { GD.Print("MeshInstance3D - " + n.GetPath()); }
GD.Print(n.GetPath()); childrenNodes(n);
}
}
线程：
await ToSignal(GetTree().CreateTimer(2.0f), SceneTreeTimer.SignalName.Timeout);
new System.Threading.Thread(() => { Thread.Sleep(1000); GD.Print("After Sleep"); ap.CallDeferred(AnimationPlayer.MethodName.Play, "test"); }).Start();
信号：
IsConnected无法判断“+=”方式连接的信号，但Connect(...)方式的则判定正确。
C# nameof(method)效果等同Godot MethodName.method
信号增加尾参：注意 - 只有GDScript才有bind方法！
var t:Timer=get_node("Timer"); #t.one_shot=true;
t.timeout.connect(Callable(self,"m").bind(123)); t.start()
解决C#的Lambda中无法使用-=取消连接信号的语法限制：
首选 IsConnected判断方式避免重复连接；
或 ap.AnimationFinished += (sn) =>
{ var list = ap.GetSignalConnectionList(AnimationPlayer.SignalName.AnimationFinished);
foreach (var dict in list) // signal、callable、flags
{ ap.Disconnect(AnimationPlayer.SignalName.AnimationFinished, (Callable)dict["callable"]); }
}; ap.Play("Idle");
或 一次性连接信号 - ap.Connect(AnimationPlayer.SignalName.AnimationFinished, new Callable(this, MethodName.xxx), (uint)ConnectFlags.OneShot);
文件存储：
只读文件夹前缀 res:// 或 可写文件夹前缀 user://
游戏数据或配置存储目录格式为 - user://x.txt
转化为绝对路径 - ProjectSettings.GlobalizePath("res://x.dll")
ResourceLoader.Load(...)不识别绝对路径(C:/x.txt这种)，路径前缀必须为 res://、user:// 或 uid:// ，未填写则自动补 res:// ，或用外部文件专用类 Image.LoadFromFile(@"D:\x\x.jpg")。
访问绝对路径文件：
文本格式 - FileAccess.Open(fPath, FileAccess.ModeFlags.Read).GetAsText();
var fa = FileAccess.Open(fPath, FileAccess.ModeFlags.Read);
var bytes = fa.GetBuffer((long)fa.GetLength()); fa.Close();
简单k/v存储：
var cf = new ConfigFile();
cf.SetValue("path", "k", "v"); cf.SetValue("path", "k2", v2); // 值支持数组、对象等
cf.Save("user://x.ini"); // 存在则覆盖
if(cf.Load("user://x.ini")==Error.Ok){var v=(string)cf.GetValue("path", "k");}
// 以下为读取配置文件：
if (cf.Load("user://default.ini") == Error.Ok && cf.HasSection("a.b"))
{ cf.EraseSection("a.b"); cf.Save("user://default.ini"); } // 存在则覆盖
着色器（Shader）：
作用 - 为模型或人物的边缘进行发光和描边（Outline）等。
原理 - 顶点着色器 每个3D坐标顶点调用一次vertex()函数；片段着色器 每个像素调用一次fragment()函数。
x.gdshader
shader_type canvas_item;
void fragment(){ COLOR = vec4(0.4, 0.6, 0.9, 1.0); }
产品实务
根节点：
根节点通常仅占位而已，故首选基类Node，次选Node3D(红色)、Node2D(紫色/基类为CanvasItem)、Control(多个Anchor锚点布局/绿色/适合HUD等)，其他节点类型也可用但适用场景比较特化。
当Control的Anchor布局(绿圈加号图标)乏力时可结合更高级的CenterContainer来简化此过程，被其包裹后直属节点的Anchor配置将失效，全权由其接管。
CenterContainer是只居中不缩放，AspectRatioContainer则是保持宽高比率缩放。
容器布局：
HBoxContainer属性theme_override_constants/separation用于设置子节点间距；若想4面均设置，可用MarginContainer的theme_override_constants/margin_top等。
常用：
设置所处碰撞层 - area2D.CollisionLayer = 0b1101; // 倒着数，1为勾中
地板 - 通常用 StaticBody3D + 子节点(CollisionShape3D.Shape属性：无限平面WorldBoundaryShape3D) + (MeshInstance3D.Mesh属性：有限平面PlaneMesh)
IDE中物体(RigidBody3D)下陷地板一部分后，实际运行的时候会整体顶到地板上方。
地板和上方物体均应设置碰撞体(CollisionShape3D等)，否则会互相穿透或无限坠落。
CollisionShape3D不可见时(visible=false)碰撞体仍然有效，disabled=true时方失效。
俩WorldBoundaryShape3D对撞无效，会报：Collisions between world boundaries are not supported
鼠标、键盘:
鼠标位置 - GetViewport().GetMousePosition();
不松则每帧触发 - Input.IsActionJustReleased("ui_accept"); 不松也仅按下时的那帧触发 - Input.IsActionPressed("ui_accept"))
键盘键值发送和接收：
var iek = new InputEventKey();
iek.CtrlPressed = true; iek.ShiftPressed = true; iek.AltPressed = true;
iek.Keycode = Key.Escape; iek.Pressed = true; // 执行后松开
Input.ParseInputEvent(iek); // 模拟键盘按键
// 或 模拟鼠标：
var ie = new InputEventMouseButton() { ButtonIndex = MouseButton.Left,
Position = GetViewport().GetScreenTransform() * GetGlobalTransformWithCanvas() * new Vector2(10, 20),
}; Input.ParseInputEvent(ie);
// 只会被Godot程序感知：Ctrl+Shift+Alt+Escape
public override void _UnhandledInput(InputEvent ie)
{
if (ie is InputEventKey iek) { GD.Print(iek.AsText());
if (iek.Pressed && iek.Keycode == Key.Escape)
{ GetTree().Quit(); }
}
}
相机：
玩家节点放2个摄像头，一个第一人称视角，另外放一个俯视角，根据情况切换：GetNode("CharacterBody3D/Camera3D").MakeCurrent();
视角：
走动和站立动画切换：_PhysicsProcess函数内
if (direction != Vector3.Zero)
{ ...
animationPlayer.Play("walk");
}
else
{ ...
animationPlayer.Play("idle");
}
前后左右转向：_PhysicsProcess函数内
...
if (velocity.Length() > 0)
{
var zx = new Vector2(velocity.Z, velocity.X);
var n = GetNode("player");
// 90度转向(向后则180度)：vector2.Angle()
n.Rotation = new Vector3(n.Rotation.X, zx.Angle(), n.Rotation.Z);
} Velocity = velocity; MoveAndSlide();
射线：
public override void _PhysicsProcess(double delta)
{ var q = PhysicsRayQueryParameters3D.Create(Vector2.Zero, new Vector2(50, 100)); // q.collide_with_areas = true // 使Area3D也参与碰撞
GetWorld3D().DirectSpaceState.IntersectRay(q).Collider; } // if (r.Count > 0){ 获取射线所及碰撞体 }
上文Create(写死入参)可通过鼠标位置为起点：
if (@event is InputEventMouseButton emb && emb.Pressed && emb.ButtonIndex == MouseButton.Left)
{ float RayLength = 1000.0f; // 冗余些，使用时再计算最靠近处实际线段长度。
var camera3D = GetNode("Camera3D"); var pos = emb.Position; // GetViewport().GetMousePosition();
var from = camera3D.ProjectRayOrigin(pos); // 摄像头的3D中心点position，不转镜头
var to = from + camera3D.ProjectRayNormal(pos) * RayLength; // 返回归一化后的方向，乘上长度则等比例将射线延长出去。
}
AI寻路行为：
说明 - 寻路使用导航节点，通过场景级脚本_PhysicsProcess更新AI组的navAgent.set_target_position；
寻路不使用导航节点的方式(敌人脚本)：direction = (playerTarget.Position - Position).Normalized();
AI行为状态简单的话用有限状态机，复杂点的可以上行为树(比如边走路边说话的并行动作Parallel)。
AI寻路参考 - https://www.bilibili.com/video/BV1pY411Z7kR/
行为树插件(3.x起支持C#) - https://godotengine.org/asset-library/asset/1349 https://bitbra.in/beehave/#/manual/leaf_nodes
GDS行为树实例 - https://gdscript.com/solutions/godot-behaviour-tree/ C#/Mono行为树插件 - https://github.com/playajames419/Godot4-BehaviorTree
GDS行为树插件 - https://godotengine.org/asset-library/asset/2514
行为树原理参考 - https://www.cnblogs.com/KillerAery/p/10007887.html
导航寻路：
NavigationServer3D 不是Node，而是一个API类。
NavigationRegion3D 默认生效范围是根节点，只会“烘培”大于其半径 navigation_mesh.agent_radius 值(乘2即顶视图目标体直径)的物体,青色区域标识。
烘焙 - 会跳过type="PackedScene"的节点，可通过SourceGeometryMode设为GROUPS_WITH_CHILDREN分组解决；或将其放入NavigationRegion3D子节点内也能识别，
烘培测试地板 - https://github.com/godotengine/godot-demo-projects/raw/master/3d/material_testers/models/test_bed/test_bed.glb
NavigationAgent 节点是根据设置进来的target_position变换为get_next_path_position()进行position移动。
实例用法 - https://www.danieltperry.me/post/godot-navigation/
https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/navigation/navigation_using_navigationagents.html#actor-as-characterbody3d
放入移动物体(CharacterBody3D)的节点内后：比如作为Player的子节点，就能持续感知到Player当前的Position了。
na.TargetPosition = Vector3.Zero; 或 navAgent.set_target_position(NavigationServer3D.map_get_closest_point(...))
或 map_get_closest_point_to_segment(camera_ray射线与最近导航区相交处...) # https://github.com/godotengine/godot-demo-projects/blob/master/3d/navigation/navmesh.gd
_PhysicsProcess(double delta)
var velocity = Velocity;
if (!IsOnFloor()){ velocity.Y -= gravity * (float)delta; } // 启用重力
if (!na.IsNavigationFinished())
{
var v = GlobalPosition.DirectionTo(na.GetNextPathPosition()) * Speed / 2;
velocity = new Vector3(v.X, velocity.Y, v.Z);
LookAt(GlobalPosition + velocity, Vector3.Up, true); // 看向目标
}
Velocity = velocity; MoveAndSlide();
[可选/可用代码替代]
可取代NavigationAgent的代码方式 - https://www.bilibili.com/video/BV1Gp4y1Z7db/ https://www.youtube.com/watch?v=og4O_YRayRc
关键代码：
# 超出导航区则取最近处的导航区位置
var cp = NavigationServer3D.map_get_closest_point(get_world_3d().navigation_map,Vector3(0,0.25,0))
# 起步至终点相连的导航区数组
var points = NavigationServer3D.map_get_path(get_world_3d().navigation_map,global_position,cp,true)
func _physics_process(delta):
var next_position = points[index] - global_position
... 代码有缺失，请参看视频教程中完整版(其未提供源码工程) ...
Mesh网格：
SurfaceTool编程式生成网格 - https://docs.godotengine.org/zh-cn/4.x/tutorials/3d/procedural_geometry/surfacetool.html
[比SurfaceTool更底层]编程式生成复杂MeshInstance3D网格 - https://docs.godotengine.org/en/stable/classes/class_arraymesh.html#description
[适合实时生成]编程式生成网格 - https://docs.godotengine.org/zh-cn/4.x/classes/class_immediatemesh.html
修改Mesh - https://docs.godotengine.org/zh-cn/4.x/classes/class_meshdatatool.html
碰撞：
可通过MeshInstance3D的工具栏“网格->创建xxx碰撞同级”生成严丝合缝的CollisionShape3D碰撞体。
或 通过(Blender等)3D建模物体名后缀识别为碰撞体 - https://docs.godotengine.org/zh-cn/4.x/tutorials/assets_pipeline/importing_3d_scenes/node_type_customization.html
穿透 - 空心的ConcavePolygonShape3D(“创建Trimesh(三角网格)碰撞同级”)会穿透WorldBoundaryShape3D，仅适用于StaticBody3D，可换用其他“创建...碰撞同级”，或换掉后者。
ConvexPolygonShape3D是实心的，即使对象完全位于其内部，也能够检测到碰撞。
近战武器攻击判定：
添加AnimationPlayer节点，添加轨道：属性轨道 -> 选节点CollisionShape2D属性disabled -> 武器碰撞默认禁用，当动画武器伸出后再“插入关键帧”取消其禁用，进而触发判定。
远程子弹射击：
子弹节点通常用CharacterBody2D或CharacterBody3D，也能用Area2D。
发射出去后不该受玩家枪管视角影响 - https://docs.godotengine.org/zh-cn/4.x/tutorials/scripting/instancing_with_signals.html
3D中展示2D：
直接Node2D或Control，或使用Sprite3D、SubViewport制作跟随3D角色的血条。
NPC对话插件 - Dialogue Manager、Dialogic
游戏版号 - 2017年起中国境内
手机和PC游戏上架必须申请版号！